第02讲 高分子链的结构.ppt

第一章高分子的链结构 PolymerChainStructure 例 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 从近处看 组成原子的种类 原子的连接方式与次序等 从远处看 高分子链的大小或长短 在空间中的形态等 Chemicalcomposition化学组成 Configuration构型 Architecture构造 Sequentialstructure共聚物的序列结构 Microstructure高分子的结构 近程结构 Size分子大小 Shape分子形态 Morphology高分子的形态 远程结构 Polymerchainstructure高分子链结构 Themicrostructureandmorphologyofsinglepolymerchain 单个高分子链的结构和形态 近程结构与远程结构 所谓的 近 和 远 是指沿着高分子主链上的距离的近和远 不是指空间上的距离远近 近程结构 是构成的最基本微观结构 包括其组成和构型等 可以理解为与链节有关的结构 远程结构 大分子链的空间结构 构象 以及链的柔顺性等 可以理解为与整条链有关的结构 结构单元的化学组成高分子链的构型分子构造共聚物的连接序列 1 1高分子链的近程结构 以聚氯乙烯为例 PolyvinylChloride PVC 聚合度 1 1 1结构单元的化学组成 结构单元 主链 侧链基团或取代基 TheChemicalStructuresofsomePolymers 聚异丁烯PIBPolyisobutylene 聚丁二烯PBPolybutadiene 聚异戊二烯PIPPolyisoprene 聚偏二氯乙烯PVDCPolyvinylideneChloride 聚四氟乙烯PTFEPolytetrafluoroethyleneTeflon 聚丙烯腈PANPolyacrylonitrile 聚氧化乙烯PEOPolyethyleneoxide 聚苯醚PPOPolyphenyleneoxide orPolyphenyleneether 聚碳酸酯PCPolycarbonate 聚二甲基硅氧烷PDMSPolydimethylsilioxaneor siliconrubber CompositionofPolymerChain 只看主链 碳链高分子CarbonchainpolymerPE PP PS PVC杂链高分子 主链含有O N S等元素Hetero chainpolymerPET PA66元素高分子 主链不含C原子 含有Si P B等元素Elementarychainpolymer元素有机高分子 侧基为有机基团无机高分子 侧基不为有机基团 1 1 2高分子链的构型 构型 configuration 是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列 要改变构型 必须经过化学键的断裂与重组 构型不同的异构体有 旋光异构体 立体异构体 和顺反异构体 几何异构体 结构单元键接顺序不同所造成的键接异构有时也归于构型的范畴 旋光异构 旋光异构高分子是否必定有旋光性 内 外消旋作用 所以无旋光性 但有些生物高分子具有旋光性 大部分聚合物分子链R与S构型的约定是任意的 高分子中不关心具体的构型 只关心构型的异同 但一些有生物活性的高分子 其旋光构型不能任意 R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R Isotactic全同立构如 i PP Atactic无规立构如 a PP Syndiotactic间同立构如 s PP CH3 左旋聚乳酸 PLLA CH3 CH3 CH3 聚丙烯立构对性能的影响 几何异构 主链上有双键 p键 s键 聚丁二烯Poly 1 4 butadiene 键接异构 头 尾键接head to tailstructure 头 头键接或尾 尾键接head to headortail to tailstructure Head to tail Head to head 聚乙烯醇缩甲醛 维尼纶 不易进行 二烯类单体聚合时可能的构型 顺式反式 全同立构间同立构无规立构 全同立构间同立构无规立构 研究高分子构型的实验方法 X RayDiffraction XRD X 射线衍射技术 NuclearMagneticResonance NMR 核磁共振 InfraredSpectrum FT IR 红外光谱 1 1 3分子构造 Architecture 线形高分子 支化高分子 梳形高分子 交联或网状高分子 星形高分子 环状高分子 polycatenanes 分子项链 可以进一步转化为聚合物管 polymertube a 环糊精 梯形聚合物 ladderpolymer 片型聚合物 sheetpolymer 树枝状聚合物 Dendrimer 超枝化聚合物 hyperbranchedpolymer 三种常见聚乙烯的物理性能比较 Ultra highmolecularweightpolyethylene UHMWPE超高分子量聚乙烯LinearlowdensitypolyethyleneLLDPE线型低密度聚乙烯 1 1 4共聚物的序列结构 统计 无规 共聚物Statistical Random copolymerPoly A ran B 交替共聚物Alternatingcopolymer Poly A alt B 嵌段共聚物blockcopolymerPoly A block B 接枝共聚物graftcopolymerPoly A g B ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene 耐油性 高拉伸强度和硬度 弹性和高抗冲击性能 良好的成型性能 SBS Styrene Bu